JPH07263961A - 周波数変換器 - Google Patents

周波数変換器

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JPH07263961A
JPH07263961A JP22381494A JP22381494A JPH07263961A JP H07263961 A JPH07263961 A JP H07263961A JP 22381494 A JP22381494 A JP 22381494A JP 22381494 A JP22381494 A JP 22381494A JP H07263961 A JPH07263961 A JP H07263961A
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JP
Japan
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frequency
oscillator
volatile memory
container
frequency converter
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JP22381494A
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English (en)
Inventor
Koichi Noguchi
浩一 野口
Hidekazu Sasaki
英一 佐々木
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、書き換え可能な不揮発性メモリを
使用し、この不揮発性メモリに分周比を決めるデータを
セットすることにより、任意に分周比が変更可能でかつ
所望の周波数が得られる、低コストな周波数変換器を提
供することを目的とする。 【構成】 プログラマブルカウンタと、前記プログラマ
ブルカウンタの分周比を決定するデータを記憶する不揮
発性メモリと、前記不揮発性メモリへの書き込みを制御
する制御部を一つの容器に収容したことを特徴とする周
波数変換器。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は特定の周波数を供給する
周波数変換器に関し、特に、モータの回転速度制御、通
信システムの同期、デジタルデータ処理システムの同期
信号の発生等に広く用いられているPLL(フェーズロ
ックドループ)の基準クロックの発生、ステッピングモ
ータの駆動周波数の発生、デジタル処理システムのクロ
ックの発生等の高精度かつ安定したクロックを供給する
周波数変換器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、高精度かつ安定した周波数のクロ
ックを必要とするシステムを構成する時、そのシステム
が必要とする周波数で発振する水晶振動子を使う分野が
ある。例えば、パーソナルコンピュータでは、使用する
マイクロプロセッサの性能に応じて、16MHz,20
MHz,33MHz等の特定の周波数の水晶振動子が使
われる。工業的に広く使われているマイクロコントロー
ラを使用する場合にも、通常はマイクロコントローラの
性能に応じて特定の周波数の水晶振動子が使われる。周
波数の安定性、精度が少し悪くても機能上問題がない用
途ではセラミック振動子等を水晶振動子の代わりに使う
こともよく行われている。通信機器でも、それが必要と
する周波数に応じた水晶振動子が使われている。通常こ
れらの用途では、特定の周波数が広く使われており、こ
のような周波数の水晶振動子が市販されている。したが
ってそのような市販の水晶振動子を使用する場合が多
い。
【0003】このような使い方の他に、上述した振動子
を使うシステム内で別の周波数のクロックが必要な場
合、振動子から得られる周波数をカウンタ等の周波数変
換手段を使うことによって得ることも広く行われてい
る。例えば、CPUの周辺用の素子として広く使われて
いるヤログラマブルカウンタ8253(多くのメーカが
この型番で同じ機能のLSIを市販している)に、CP
Uからの動作モードの設定データと分周比のデータをセ
ットすると共に、CPUのクロックを供給して水晶振動
子と同等の周波数の安定度と精度を持つ別のクロックを
作って使うことも広く行われている。もちろんシステム
内においてCPUが直接関与しない処理部のクロックや
ローカルな通信のためのクロックを専用の振動子を使っ
て作ることも広く行われている。
【0004】正確なモータの回転数を得るため、水晶振
動子を使った発振器の出力とモータの軸に取り付けられ
たロータリーエンコーダの出力信号の位相を同期させる
ようにモータを制御するPLL方式による制御も広く行
われている。このような制御方式のモータは、ハードデ
ィスク、フロッピーディスク、プリンタ・複写機の感光
体や転写紙の駆動、レーザスキャナのポリゴンミラーの
駆動、磁気カードの読取り装置のカードの搬送等々、正
確な回転数を必要とする多くの機器の駆動に使われてい
る。このようなモータのコントローラには、目標の回転
速度に応じて様々な周波数の水晶振動子が使われてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、システ
ムの要求によりクロックの周波数が左右される用途にお
いては、その都度その周波数の水晶振動子やセラミック
振動子を製作する必要があり、そのため水晶振動子を入
手するのに長期間を必要としたり、同じ周波数の振動子
の製作個数が少ないことから、コスト高になるという問
題があった。
【0006】本発明は斯る事情に鑑みなされたものであ
り、任意に分周比が変更可能でかつ所望な周波数が得ら
れ、低コストな周波数変換器を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の周波数変換器は、プログラマブルカウン
タと、前記プログラマブルカウンタの分周比を決定する
データを記憶する不揮発性メモリと、前記不揮発性メモ
リへの書き込みを制御する制御部とを一つの容器に収納
したことを特徴とする。
【0008】請求項2の周波数変換器は、振動子と、前
記振動子を周波数決定要素として発振する発振器と、プ
ログラマブルカウンタと、前記プログラマブルカウンタ
の分周比を決定するデータを記憶する不揮発性メモリ
と、前記不揮発性メモリへの書き込みを制御する制御部
とを一つの容器に収納したことを特徴とする。
【0009】請求項3の周波数変換器は、周波数シンセ
サイザと、前記周波数シンセサイザの出力周波数を決定
するデータを記憶する不揮発性メモリと、前記不揮発性
メモリへの書き込みを制御する制御部とを一つの容器に
収納したことを特徴とする。
【0010】請求項4の周波数変換器は、振動子と、前
記振動子を周波数決定要素として発振する発振器と、周
波数シンセサイザと、前記周波数シンセサイザの出力周
波数を決定するデータを記憶する不揮発性メモリと、前
記不揮発性メモリへの書き込みを制御する制御部とを一
つの容器に収納したことを特徴とする。
【0011】請求項5の周波数変換器は、請求項1,
2,3又は4の周波数変換器において、前記不揮発性メ
モリへの書き込み用のシリアルポートを設け、前記不揮
発性メモリへの書き込みを前記シリアルポートを介して
行うことを特徴とする。
【0012】請求項6の周波数変換器は、請求項1,
2,3又は4の周波数変換器において、前記容器は水晶
振動子用の容器又はIC用パッケージであることを特徴
とする。
【0013】
【作用】本発明の請求項1の周波数変換器では、プログ
ラマブルカウンタと、プログラマブルカウンタの分周比
を決定するデータを記憶する不揮発性メモリと、不揮発
性メモリへの書き込みを制御する制御部とを一つの容器
に収納しているので、分周比を決めるデータを書き込め
ば、電源をオフしてもそのデータは残る。したがって、
外付けの振動子又は発振器を接続することにより、その
発振周波数を予め設定したデータで分周した周波数を得
ることが出来る。得られる周波数の精度は外付けの振動
子又は発振器と同等であり、しかも電源をオフにしても
次にオンした時には同じ周波数が得られるので、この構
成により一つの所定周波数の発振器として使うことが出
来る。もちろん分周データを書き換え可能にすれば周波
数を変更することが出来る。また外付けの振動子又は発
振器の周波数を変えたり、それと分周比を組み合わせて
変えたりすることで、所望の周波数の発振器を構成する
ことが出来る。
【0014】本発明の請求項2の周波数変換器では、請
求項1の周波数変換器で外付けであった振動子又は発振
器をも一つの容器に収納しているので、分周するデータ
で特定の周波数に設定するのみで、その周波数の一つの
容器に入った発振器として使うことが出来る。
【0015】本発明の請求項3の周波数変換器では、請
求項1の周波数変換器におけるプログラマブルカウンタ
による周波数変換部分を周波数シンセサイザに置き換え
ているので設定出来る変換後の周波数の範囲をより広く
することが出来る。
【0016】本発明の請求項4の周波数変換器では、請
求項3の周波数変換器で外付けであった振動子又は発振
器をも一つの容器に収納しているので、分周するデータ
で特定の周波数に設定するのみで、その周波数の一つの
容器に入った発振器として使うことが出来る。
【0017】本発明の請求項5の周波数変換器では、周
波数を変換するためのデータをシリアルポートを介して
行うので、容器のサイズ及び端子数を少なく出来る。
【0018】本発明の請求項6の周波数変換器では、容
器として水晶振動子用に使われている容器又はIC用の
パッケージを使うので、従来の水晶発振器の代わりに本
発明の周波数変換器を使い易くなる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例を、添付図面に基づい
て詳細に説明する。
【0020】図1は、本発明の第1の実施例である周波
数変換器10の構成を示すブロック図である。周波数変
換器10は振動子11、発振回路12、プログラマブル
カウンタ13、分周データ設定部14、不揮発性メモリ
15、通信及び書き込み制御部16、通信ポート17、
出力端子18から構成される。これらの構成部品は一つ
の容器19内に収容される。振動子11は水晶振動子又
はセラミック振動子である。振動子11或いは振動子1
1と発振回路12の組合せは、外付けにしても良いし容
器19内に収納されていても良い。但し、組み合わせた
時の機能は同じなので、以後区別せずに説明する。
【0021】振動子11と発振回路12の組合せによ
り、所定の周波数fを発振する。周波数fの信号はプロ
グラマブルカウンタ13に入力される。通信及び書き込
み制御部17はシリアル通信を行う通信ポート17を介
して送られてくるコマンド、データに従って不揮発性メ
モリ15にプログラマブルカウンタ13の分周比を設定
するデータを書き込む。分周データ設定部14は書き込
まれたデータを読み取ると共に、分周比のセットを行
う。また、本ブロック図に図示しない電源がオフにな
り、その後電源が立ち上がったときにも、不揮発性メモ
リ15のデータを読み取り分周比をセットする。プログ
ラマブルカウンタ13はセットされた分周比のデータに
従って入力された周波数信号を分周する。例えば、分周
比のデータとしてN(正の整数)がセットされていれ
ば、f/Nの周波数が出力端子18に出力される。
【0022】本方式でプログラムによって設定できる周
波数の分解能を上げるには、分解能が設定できる最大の
分周比分の1であるから、最大の分周比を大きくする必
要がある。しかし分周比を大きくすると振動子の発振周
波数の1/Nの周波数が出力されることになるので、N
が大きくかつ出力周波数を高くすることは、振動子の特
性、発振回路の周波数特性に制限があることから事実上
の制限がある。したがって、この方式は比較的周波数の
低い安定した周波数を必要とする分野に向いている。こ
のような分野の例として、高精度で回転する必要のある
ブラシレスモータのPLL制御における同期クロック等
がある。
【0023】不揮発性メモリとして、書き換え可能なも
のを使えば、分周比を変更する事も可能である。振動
子、発振回路を外付けにするものでは、入力側の周波数
fを振動子を換えることにより変更でき、これと分周比
を組み合わせて変更すればより広い範囲に出力周波数を
変更できる。
【0024】不揮発性メモリを使用しているため、一部
分周比を書き込めば、電源を切っても分周比を保持し、
電源を投入すれば設定した分周比で分周するので、本ユ
ニットはあたかも設定された周波数を有する水晶振動子
のように扱うことができる。従って、用途毎に専用の水
晶振動子を新規に製作する必要がなくなる。
【0025】上述の第1の実施例において、水晶振動子
に使用される容器又はIC或いはLSI装置に使用され
るパッケージが容器19として使用される。
【0026】図2は水晶振動子の容器を使用した上述の
第1の実施例による周波数変換器20の斜視図である。
周波数変換器20は水晶振動子11と回路部22とを有
する。回路部22は図1に示された全ての回路構成部品
を有する。水晶振動子11と回路部22とは一般的な水
晶振動子の容器と同様なケース21内に収容される。
【0027】図3はLSI装置に使用されるパッケージ
内に形成された上述の第1の実施例による周波数変換器
25の斜視図である。周波数変換器25は一般的なLS
I装置に使用されるパッケージと同様な樹脂製パッケー
ジ27内にモールドされたICチップ26よりなる。水
晶振動子11はこのICチップ26上に取付けられる。
また、図1に示した全ての回路部品を有する回路部28
がICチップ26上に形成される。
【0028】図2及び図3の例から明らかなように、従
来の水晶振動子は、本発明による周波数変換器に容易に
置き換えることができ、そして回路基板に容易に実装す
ることができる。水晶振動子の容器を使う場合には、通
信ポート用の端子をデータをセットする時のみ使い、セ
ット後通信ポートの端子を切断し、残った端子を水晶振
動子の端子と共通にすることにより互換性を高めること
ができる。
【0029】図4は、本発明の第2実施例である周波数
変換器30の構成を示すブロック図である。周波数変換
器30は振動子11、発振回路12、カウンタ32、プ
ログラマブルカウンタ13、分周データ設定部14、不
揮発性メモリ15、通信及び書き込み制御部16、通信
ポート17、出力端子18、位相比較器33、L.P.
F.34、V.C.O.35から構成される。これらの
構成部品は一つの容器19内に収容される。第1の実施
例と同様に、振動子11は水晶振動子又はセラミック振
動子である。振動子11或いは振動子11と発振回路1
2の組合せは、外付けにしても良いし容器19内に収納
されていても良い。但し、組み合わせた時の機能は同じ
なので、以後区別せずに説明する。
【0030】第2の実施例はカウンタ、位相比較器、
L.P.F.、V.O.C.、及びプログラマブルカウ
ンタよりなるPLL方式の周波数シンセサイザにより構
成したものである。振動子11と発振回路12により周
波数fを発振する。周波数fはカウンタ32により1/
0 に分周され、f/N0 の周波数が出力される。これ
は位相比較器33に入力される。プログラマブルカウン
タ13、分周データ設定部14、不揮発性メモリ15、
通信及び書き込み制御部16及び通信ポート17につい
ては、第1の実施例と同じ機能であるので、ここでは説
明を省略する。プログラマブルカウンタ13はV.C.
O.(ボルテージコントロルドオッシレータ)35の出
力周波数Fを、設定された分周比Nで分周し、周波数信
号f/Nを出力し、これを位相比較器33に入力する。
位相比較器33は入力された周波数信号f/N0 とF/
Nを比較して位相差の信号を出力する。位相差の信号は
L.P.F.(ローパスフィルタ)34により電圧のレ
ベルの信号に変換される。この電圧のレベルの信号は
V.C.O.35の入力信号となり、この電圧レベル信
号を制御信号としてV.C.O.35は周波数Fで発振
し、周波数Fをプログラマブルカウンタ13に入力信号
とするとともに、出力周波数として出力端子18に出力
する。
【0031】位相比較器33の入力信号は位相が同じに
なるように動作するので、出力周波数Fと発振回路11
の発振周波数fの関係は、f/N0 =F/Nになってい
る。したがって、F=(N/N0 )×fになる。
【0032】この周波数シンセサイザ方式を採用すれ
ば、第1の実施例と比較して、回路が多少複雑になるも
のの、出力周波数の分解能を高くかつ出力周波数範囲の
広い周波数を得ることができる。
【0033】この実施例においては、N0 は予め決めら
れた値であるが、カウンタ12もプログラマブルカウン
タ13と同様にプログラマブルとし、その分周比を不揮
発性メモリのデータで設定できるようにすることも可能
である。その場合には、更に分解能をあげたり、設定で
きる周波数の範囲を広くすることができる。
【0034】このようにして構成した周波数変換器は、
第1の実施例と同様に、設定した周波数の水晶発振器と
同様に扱うことができ、使用する目的に応じてその都度
新規に水晶発振器を製作する必要がなくなる。また、第
1の実施例と同様に使用目的に応じて、振動子として水
晶振動子又はセラミック振動子が使われる。セラミック
振動子は、周波数の安定性があまり厳しく要求されない
場合、コスト上のメリットがあり有用である。
【0035】また、第2の実施例で示した回路は、第1
の実施例と同様に水晶振動子の容器として使われている
容器或いは、IC又はLSIのパッケージとして使われ
ている容器に収納される。このようにすれば、従来の水
晶振動子の機能を置き換えるのが容易であり、プリント
板に実装する際にも便利である。水晶振動子の容器を使
う場合には、通信ポート用の端子をデータをセットする
時のみ使い、セット後通信ポートの端子を切断し、残っ
た端子を水晶振動子の端子と共通にすることにより互換
性を高めることができる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
不揮発性メモリに分周比を決めるデータをセットすれ
ば、任意に分周比が変更可能で低コストな周波数発振器
を得ることができる。したがって、用途に応じてその都
度特定の周波数を有する水晶振動子或いはセラミック振
動子を製作する必要がなくなる。また、回路を一つの容
器に収納したため、従来の水晶発振器等と同様に扱うこ
とができ、かつ容器として水晶発振器の容易或いはIC
パッケージを使用するのでプリント基板に実装する際も
簡便である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の周波数変換器の第1の実施例を示すブ
ロック図である。
【図2】水晶振動子の容器に収容された周波数変換器の
一部切截斜視図である。
【図3】LSIパッケージに収容された周波数変換器の
一部切截斜視図である。
【図4】本発明の周波数変換器の第2の実施例を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
10,20,25,30 周波数変換器 11 振動子 12 発振回路 13 プログラマブルカウンタ 14 分周データ設定部 15 不揮発性メモリ 16 通信及び書き込み制御部 17 通信ポート 18 出力端子 19 容器 21 ケース 22,28 回路部 26 ICチップ 27 樹脂パッケージ 32 カウンタ 33 位相比較器 34 L.P.F. 35 V.C.O.

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プログラマブルカウンタと、前記プログ
    ラマブルカウンタの分周比を決定するデータを記憶する
    不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリへの書き込みを
    制御する制御部とを一つの容器に収納したことを特徴と
    する周波数変換器。
  2. 【請求項2】 振動子と、前記振動子を周波数決定要素
    として発振する発振器と、プログラマブルカウンタと、
    前記プログラマブルカウンタの分周比を決定するデータ
    を記憶する不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリへの
    書き込みを制御する制御部とを一つの容器に収納したこ
    とを特徴とする周波数変換器。
  3. 【請求項3】 周波数シンセサイザと、前記周波数シン
    セサイザの出力周波数を決定するデータを記憶する不揮
    発性メモリと、前記不揮発性メモリへの書き込みを制御
    する制御部とを一つの容器に収納したことを特徴とする
    周波数変換器。
  4. 【請求項4】 振動子と、前記振動子を周波数決定要素
    として発振する発振器と、周波数シンセサイザと、前記
    周波数シンセサイザの出力周波数を決定するデータを記
    憶する不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリへの書き
    込みを制御する制御部とを一つの容器に収納したことを
    特徴とする周波数変換器。
  5. 【請求項5】 請求項1,2,3又は4の周波数変換器
    において、前記不揮発性メモリへの書き込み用のシリア
    ルポートを設け、前記不揮発性メモリへの書き込みを前
    記シリアルポートを介して行うことを特徴とする周波数
    変換器。
  6. 【請求項6】 請求項1,2,3又は4の周波数変換器
    において、前記容器は水晶振動子用の容器又はIC用パ
    ッケージであることを特徴とする周波数変換器。
JP22381494A 1993-09-21 1994-09-19 周波数変換器 Pending JPH07263961A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6081164A (en) * 1997-01-09 2000-06-27 Seiko Epson Corporation PLL oscillator package and production method thereof
US6154095A (en) * 1997-02-27 2000-11-28 Seiko Epson Corporation Phase locked loop clock source provided with a plurality of frequency adjustments

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